植物由来化合物より得られるスチレン類の精密重合によるバイオベースポリマーの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、植物由来桂皮酸誘導体を原料として様々なフェノール性水酸基含有スチレン誘導体を合成し、それらの精密重合系を開発することで、天然由来特有の骨格を活かした機能性スチレン系バイオベースポリマー群を構築することを目的とした。本年度は以下の成果が得られた。(1)種々の植物由来桂皮酸誘導体を原料に用いた機能性バイオベースポリスチレンの開発クマル酸、カフェ酸、フェルラ酸、シナピン酸などの植物由来桂皮酸誘導体の脱炭酸およびフェノール性水酸基の保護により種々のヒドロキシスチレン誘導体の合成を行い、それらのリビングラジカル重合やリビングアニオン重合を検討した。生成ポリマーを脱保護することで、様々な熱物性や還元性を示すバイオベースポリスチレン群が合成できた。とくに、カフェ酸から得られるシリル保護ビニルカテコールのアニオン重合では、シリル基の嵩高さや重合条件によって立体規則性の異なるポリビニルカテコールが得られることも明らかとした。(2)フェノール性水酸基含有モノマーの直接リビングカチオン重合系の開発植物由来桂皮酸誘導体から得られるヒドロキシスチレン誘導体のフェノール性水酸基の保護基を用いない直接リビングカチオン重合を検討した。ヒドロキシスチレンの直接重合に有効なアルコール/三フッ化ホウ素に基づく開始剤系により、フェルラ酸由来の４－ビニルグアイアコールの直接リビングカチオン重合が進行することがわかった。また、従来ヒドロキシスチレンの直接重合は困難であった、塩化水素/四塩化スズに基づく一般的な開始剤系においても、溶媒としてアセトニトリルを用いることで植物由来ヒドロキシスチレン誘導体の直接リビングカチオン重合が進行することを見出した。モデル反応より、溶媒であるアセトニトリルがフェノールおよび四塩化スズの双方に相互作用することで、これらによる副反応を抑制していることも明らかとなった。